Lityum-ion batareyalar nima

Lityum-ion batareyalar batareyalar kimyosining mashhur turidir.Ushbu batareyalarning asosiy afzalligi shundaki, ular qayta zaryadlanadi.Ushbu xususiyat tufayli ular bugungi kunda batareyadan foydalanadigan ko'pchilik iste'molchi qurilmalarida topilgan.Ularni telefonlar, elektr transport vositalari va akkumulyatorli golf aravalarida topish mumkin.

Lityum-ion batareyalar qanday ishlaydi?

Lityum-ion batareyalar bir yoki bir nechta lityum-ionli hujayralardan iborat.Ular, shuningdek, ortiqcha zaryadlashni oldini olish uchun himoya elektron platani o'z ichiga oladi.Hujayralar himoya platali korpusga o'rnatilgandan so'ng batareyalar deb ataladi.

Lityum-ion batareyalar lityum batareyalar bilan bir xilmi?

Yo'q. Lityum batareya va lityum-ion batareya juda farq qiladi.Asosiy farq shundaki, ikkinchisi qayta zaryadlanadi.Yana bir muhim farq - bu saqlash muddati.Lityum batareya ishlatilmaganda 12 yilgacha xizmat qilishi mumkin, litiy-ionli batareyalar esa 3 yilgacha xizmat qiladi.

Lityum-ion batareyalarning asosiy komponentlari nima

Lityum-ion hujayralari to'rtta asosiy komponentga ega.Bular:

Anod

Anod elektr energiyasini batareyadan tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o'tishiga imkon beradi.Batareyani zaryad qilishda ham litiy ionlarini saqlaydi.

katod

Katod hujayraning quvvati va kuchlanishini belgilaydi.Batareyani zaryadsizlantirishda litiy ionlarini ishlab chiqaradi.

Elektrolit

Elektrolit litiy ionlarining katod va anod o'rtasida harakatlanishi uchun o'tkazgich bo'lib xizmat qiladigan materialdir.U tuzlar, qo'shimchalar va turli xil erituvchilardan iborat.

Ajratuvchi

Lityum-ion hujayradagi oxirgi qism ajratuvchi hisoblanadi.U katod va anodni bir-biridan ajratib turish uchun jismoniy to'siq vazifasini bajaradi.

Lityum-ion batareyalar lityum ionlarini katoddan anodga va aksincha elektrolitlar orqali o'tkazish orqali ishlaydi.Ionlar harakatlanayotganda ular anoddagi erkin elektronlarni faollashtiradi va musbat oqim kollektorida zaryad hosil qiladi.Ushbu elektronlar qurilma, telefon yoki golf aravasi orqali manfiy kollektorga oqib, katodga qaytadi.Batareya ichidagi elektronlarning erkin oqimi separator tomonidan to'sqinlik qilib, ularni kontaktlar tomon majbur qiladi.

Lityum-ion batareyani zaryad qilganingizda, katod lityum ionlarini chiqaradi va ular anodga qarab harakatlanadi.Bo'shatish paytida lityum ionlari anoddan katodga o'tadi, bu oqim oqimini hosil qiladi.

Lityum-ion batareyalar qachon ixtiro qilingan?

Lityum-ion batareyalar birinchi marta 70-yillarda ingliz kimyogari Stenli Uittingem tomonidan yaratilgan.O'z tajribalari davomida olimlar o'zini qayta zaryadlashi mumkin bo'lgan batareya uchun turli xil kimyoviy moddalarni o'rganishdi.Uning birinchi sinovida elektrodlar sifatida titan disulfidi va lityum ishtirok etdi.Biroq, batareyalar qisqa tutashuv va portlash sodir bo'ladi.

80-yillarda yana bir olim Jon B. Gudenof bu muammoni hal qildi.Ko'p o'tmay, yapon kimyogari Akira Yoshino texnologiya bo'yicha tadqiqotlarni boshladi.Yoshino va Gudenou lityum metall portlashlarning asosiy sababi ekanligini isbotladilar.

90-yillarda litiy-ion texnologiyasi o'z kuchini qozona boshladi va o'n yillikning oxiriga kelib tezda mashhur quvvat manbaiga aylandi.Bu texnologiya birinchi marta Sony tomonidan tijoratlashtirilganligini ko'rsatdi.Lityum batareyalarning yomon xavfsizligi lityum-ion batareyalarning rivojlanishiga turtki bo'ldi.

Lityum batareyalar yuqori energiya zichligini ushlab turishi mumkin bo'lsa-da, ular zaryadlash va tushirish vaqtida xavfsiz emas.Boshqa tomondan, foydalanuvchilar asosiy xavfsizlik qoidalariga rioya qilgan holda, lityum-ion batareyalarni zaryadlash va zaryadsizlantirish juda xavfsizdir.

Eng yaxshi litiy-ion kimyosi nima?

Lityum-ion batareyalar kimyoviylarining ko'p turlari mavjud.Savdoda mavjud bo'lganlar:

Lityum titanat
Lityum nikel kobalt alyuminiy oksidi
Lityum nikel marganets kobalt oksidi
Lityum marganets oksidi (LMO)
Lityum kobalt oksidi
Lityum temir fosfat (LiFePO4)

Lityum-ionli batareyalar uchun ko'plab kimyoviy moddalar mavjud.Har birining o'zining ijobiy va salbiy tomonlari bor.Biroq, ba'zilari faqat maxsus foydalanish holatlari uchun javob beradi.Shunday qilib, siz tanlagan turingiz quvvat ehtiyojlaringizga, byudjetga, xavfsizlikka bardoshliligingizga va foydalanishning o'ziga xos holatlariga bog'liq bo'ladi.

Biroq, LiFePO4 batareyalari eng ko'p sotiladigan variant hisoblanadi.Ushbu batareyalar anod vazifasini bajaradigan grafit uglerod elektrodini va katod sifatida fosfatni o'z ichiga oladi.Ular 10 000 tsiklgacha bo'lgan uzoq tsiklga ega.

Bundan tashqari, ular katta termal barqarorlikni ta'minlaydi va talabning qisqa muddatli to'lqinlarini xavfsiz tarzda bartaraf eta oladi.LiFePO4 batareyalari 510 daraja Farengeytgacha bo'lgan termal qochib ketish chegarasi uchun baholanadi, bu tijoratda mavjud bo'lgan har qanday lityum-ion batareya turlaridan eng yuqorisi.

LiFePO4 batareyalarining afzalliklari

Qo'rg'oshin kislotasi va boshqa lityum asosidagi batareyalar bilan solishtirganda, lityum temir fosfat batareyalari katta afzalliklarga ega.Ular samarali zaryadlanadi va zaryadsizlanadi, uzoqroq xizmat qiladi va chuqur siqish mumkincleqobiliyatini yo'qotmasdan.Ushbu afzalliklar batareyalar boshqa batareya turlariga nisbatan ishlash muddati davomida katta xarajatlarni tejash imkonini beradi.Quyida ushbu akkumulyatorlarning past tezlikda ishlaydigan avtomobillar va sanoat uskunalarida o'ziga xos afzalliklari ko'rib chiqiladi.

Past tezlikda harakatlanuvchi mashinalarda LiFePO4 batareyasi

Past tezlikda harakatlanuvchi elektr transport vositalari (LEVs) og'irligi 3000 funtdan kam bo'lgan to'rt g'ildirakli transport vositalaridir.Ular elektr batareyalar bilan quvvatlanadi, bu ularni golf aravalari va boshqa dam olish maqsadlarida foydalanish uchun mashhur tanlovga aylantiradi.

LEV uchun batareya variantini tanlashda, eng muhim jihatlardan biri bu uzoq umr ko'rishdir.Masalan, akkumulyatorli golf aravalari 18 teshikli golf maydonini qayta zaryad qilmasdan haydash uchun etarli quvvatga ega bo'lishi kerak.

Yana bir muhim jihat - bu ta'mirlash rejasi.Bo'sh vaqtingizdan maksimal zavqlanishni ta'minlash uchun yaxshi batareya hech qanday texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmasligi kerak.

Batareya har xil ob-havo sharoitida ham ishlay olishi kerak.Misol uchun, bu sizga yozgi jaziramada ham, kuzda ham harorat pasayganda golf o'ynashga imkon berishi kerak.

Yaxshi batareya, shuningdek, uning quvvatini pasaytirib, haddan tashqari qizib ketmasligi yoki sovib ketmasligini ta'minlaydigan boshqaruv tizimiga ega bo'lishi kerak.

Ushbu asosiy, ammo muhim shartlarning barchasiga javob beradigan eng yaxshi brendlardan biri bu ROYPOW.Ularning LiFePO4 lityum batareyalari liniyasi 4 ° F dan 131 ° F gacha bo'lgan haroratlar uchun baholanadi.Batareyalar o'rnatilgan batareya boshqaruv tizimi bilan birga keladi va ularni o'rnatish juda oson.

Lityum-ion batareyalar uchun sanoat ilovalari

Lityum-ion batareyalar sanoat ilovalarida mashhur variantdir.Eng ko'p ishlatiladigan kimyoviy LiFePO4 batareyalari.Ushbu batareyalardan foydalanish uchun eng keng tarqalgan uskunalardan ba'zilari:

Tor koridorli forkliftlar
Balanslangan forkliftlar
3 g'ildirakli yuk ko'targichlar
Walkie stakerlar
Yakuniy va markaziy chavandozlar

Sanoat sharoitida lityum-ion batareyalar mashhurligining ko'p sabablari bor.Ulardan asosiylari:

Yuqori quvvat va uzoq umr

Lityum-ion batareyalar qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlarga qaraganda katta energiya zichligi va uzoq umrga ega.Ular og'irlikning uchdan bir qismini tortishi va bir xil natijani berishi mumkin.

Ularning hayot aylanishi yana bir muhim afzallikdir.Sanoat faoliyati uchun maqsad qisqa muddatli takroriy xarajatlarni minimal darajada ushlab turishdir.Lityum-ionli akkumulyatorlar bilan forklift akkumulyatorlari uch barobar uzoq davom etishi mumkin, bu esa uzoq muddatda katta xarajatlarni tejashga olib keladi.

Ular, shuningdek, quvvatiga hech qanday ta'sir qilmasdan, 80% gacha bo'lgan kattaroq tushirish chuqurligida ishlashi mumkin.Bu vaqtni tejashda yana bir afzalliklarga ega.Batareyalarni almashtirish uchun operatsiyalarni o'rtada to'xtatish kerak emas, bu esa etarlicha katta vaqt davomida minglab odam-soatni tejashga olib kelishi mumkin.

Yuqori tezlikda zaryadlash

Sanoat qo'rg'oshinli akkumulyatorlar bilan normal zaryadlash vaqti sakkiz soat atrofida.Bu batareyadan foydalanish mumkin bo'lmagan butun 8 soatlik smenaga to'g'ri keladi.Shunday qilib, menejer ushbu to'xtab qolgan vaqtni hisobga olishi va qo'shimcha batareyalar sotib olishi kerak.

LiFePO4 batareyalari bilan bu qiyin emas.Yaxshi misol - buROYPOW sanoat LifePO4 lityum batareyalari, bu qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlardan to'rt barobar tezroq zaryadlanadi.Yana bir afzallik - tushirish vaqtida samarali bo'lish qobiliyati.Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar zaryadsizlanishi bilan ko'pincha ishlashda kechikib qoladi.

ROYPOW sanoat batareyalari qatorida ham samarali batareya boshqaruv tizimi tufayli xotira bilan bog‘liq muammolar yo‘q.Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar ko'pincha bu muammodan aziyat chekishadi, bu esa to'liq quvvatga erisha olmaslikka olib kelishi mumkin.

Vaqt o'tishi bilan u sulfatlanishni keltirib chiqaradi, bu ularning allaqachon qisqa umrini yarmiga qisqartirishi mumkin.Muammo ko'pincha qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar to'liq zaryadsiz saqlanganida yuzaga keladi.Lityum batareyalar qisqa vaqt oralig'ida zaryadlanishi va hech qanday muammosiz noldan yuqori har qanday quvvatda saqlanishi mumkin.

Xavfsizlik va ishlov berish

LiFePO4 batareyalari sanoat sharoitida katta afzalliklarga ega.Birinchidan, ular katta termal barqarorlikka ega.Ushbu batareyalar 131 ° F gacha bo'lgan haroratlarda hech qanday zarar etkazmasdan ishlashi mumkin.Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar xuddi shunday haroratda ishlash muddatining 80 foizini yo'qotadi.

Yana bir muammo - batareyalarning og'irligi.Shunga o'xshash batareya quvvati uchun qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlarning og'irligi sezilarli darajada oshadi.Shunday qilib, ular ko'pincha maxsus jihozlarga va uzoqroq o'rnatish vaqtiga muhtoj bo'lib, bu ish uchun kamroq vaqt sarflanishiga olib kelishi mumkin.

Yana bir muammo - ishchilarning xavfsizligi.Umuman olganda, LiFePO4 batareyalari qo'rg'oshinli akkumulyatorlarga qaraganda xavfsizroqdir.OSHA ko'rsatmalariga ko'ra, qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar xavfli bug'larni yo'q qilish uchun mo'ljallangan uskunalar bilan jihozlangan maxsus xonada saqlanishi kerak.Bu sanoat operatsiyasiga qo'shimcha xarajatlar va murakkablikni keltirib chiqaradi.

Xulosa

Lityum-ion batareyalar sanoat sharoitida va past tezlikda ishlaydigan elektr transport vositalarida aniq afzalliklarga ega.Ular uzoqroq xizmat qiladi, natijada foydalanuvchilarning pullarini tejaydi.Ushbu batareyalar, shuningdek, nol texnik xizmat ko'rsatishdir, bu ayniqsa, xarajatlarni tejash muhim bo'lgan sanoat sharoitida muhim ahamiyatga ega.